约翰·麦克福尔曾是一名残奥会短跑运动员，后来成为骨科和创伤外科医生，他拥有令人尊敬的职业生涯，这得益于他强烈的动力和好奇心。现在，他又为自己的职业生涯增添了一个备受赞誉的头衔：宇航员。
在19岁时遭遇严重摩托车事故后，医生截除了麦克福尔的右腿膝盖以上部位。借助他一直佩戴的假肢，他代表英国参加了2008年残奥会，并在100米短跑项目中获得铜牌。2022年，经过竞争激烈的选拔过程，欧洲航天局（ESA）将麦克福尔招入其宇航员队伍，使他成为该机构首位身体残疾成员，即“肢残宇航员”。麦克福尔被特别选中参加欧空局开创性的“飞行！”可行性研究，该研究旨在系统地评估 障碍，这些障碍存在于身体残疾人士的太空飞行中。“飞行！”研究计划于今年秋季结束。麦克福尔尚未进行太空飞行，更不用说被分配到任何即将到来的任务中，但这可能很快就会改变。
他现在正在等待发射机会，并继续他的训练。《大众科学》采访了麦克福尔，了解成为宇航员的过程以及最新的可行性研究中发现的独特生理挑战。
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[以下是采访的编辑稿。]
您为什么申请参加这项研究？您的哪些背景让您觉得自己特别适合这个项目？
这项研究的申请有趣之处在于，它从未保证过太空飞行。通知只是为了招募一名身体残疾的候选人参加可行性研究，欧空局的目标是希望创造机会让有这种残疾的人进行太空飞行。对我来说，这就像是，“我有什么损失呢？”我根本没有考虑过太空飞行，但一位朋友给我发了一条消息，建议我关注一下。我认为这是一个大胆而创新的机会，欧空局是第一个承担如此勇敢举措的航天机构，这是值得称赞的。在我的脑海里，我想如果我能被选中，这将符合我一生中喜欢做的事情的所有条件：在学术、身体和情感上挑战自己的同时保持好奇心。
就我的背景而言：作为一名截肢者和外科医生，我非常了解医学，特别是我的残疾——特别是我的病情在哪些方面可行，哪些方面不可行。作为一名运动员，我知道自己身体健康，并且身体能力很强——可能是一个理想的人选，可以证明身体残疾人士的能力。我认为我可能是帮助回答这个问题的一个理想人选。
我们至今还没有身体残疾的人进入太空，这有点令人惊讶。在进行这项研究之前，您认为为什么其他团体没有尝试这样做？
我认为没有明确的答案。如果你回顾人类太空飞行的历史，尤其是在过去20年里，自2000年以来，空间站一直有人类持续存在。在第一个十年[2000年之后]，基本上直到航天飞机时代结束，空间站仍在建设中。我们也在学习很多关于人类在轨道上长期居住的知识。大约在2014年或2015年，我们开始收集关于在低地球轨道微重力环境下长期生活对宇航员的影响的良好长期数据。从那时起，关于身体残疾人士是否有可能进行太空飞行的想法一直在流传。当时的欧空局人类和机器人太空探索主管戴夫·帕克走访了所有欧空局成员国，以获得在2021年选拔一名身体残疾人士的批准。这需要时间，但我认为这个想法已经存在一段时间了。现在我们已经更多地了解了人类太空飞行以及身体对长期微重力的反应，我们已经准备好迈向下一步。
当您被选中时，您的第一反应是什么？
当我从最后一批候选人中被选中时，我感到很荣幸。我为自己被选中代表欧空局、英国航天局以及身体残疾人群体感到非常自豪。现在我有了这个平台和责任来展示我们的能力。
“飞行！”研究希望通过这项可行性测试证明什么？
在太空飞行操作中，有些活动我们认为是理所当然的，因为健全人可以做，嗯，为什么他们不能做呢？紧急程序，例如离开航天器或微重力环境下的医疗程序、地面上的飞行前训练活动、从人体工程学的角度能够使用设备——所有这些都是围绕健全人设计的。如果你看一下这些要求并问，“好吧，宇航员被要求这样做——约翰带着他的残疾和假肢还能做到吗？” 其中有些是，“嗯，是的，我当然可以！”
但是，无论如何提出这个问题并没有坏处。这非常公平，因为有些人没有与身体残疾人士打交道的经验，而这正是我作为一名有残疾的医生的背景发挥作用的地方。只有当你剖析太空飞行的要求时，你才会考虑我的残疾和假肢可能会如何影响满足这些要求。目标是找出我们需要证明什么来证明这些要求可以得到满足。
生活在低地球轨道的微重力环境中会导致体内体液转移和肌肉萎缩，以及许多其他影响。这项研究究竟是如何调查这些因素可能如何影响您和您的假肢的？
在你实际做到之前，复制低地球轨道条件的方法有限。没有什么可以替代在轨道上并做到这一点。我们能做的最好的事情是提出模拟太空飞行因素的类似变体，然后尽可能地减轻它们。你必须尽可能多地提出问题，以试图了解潜在的问题可能是什么。
例如，是的，你预计在微重力环境下会发生体液转移。通常，体液从腿部向上移动到腹部和胸腔——因此，理论上，你的下肢体积会变小。将会有急性和慢性体液转移，以及慢性萎缩，因为虽然你仍然在空间站上锻炼，但你将无法达到与地球上相同的肌肉力量和体积。我们在这里的地球上进行了类似的体液转移测试，以辨别残肢体积是否发生任何显着变化，这可能会影响我的假肢的贴合度和舒适度。但我们实际上发现没有任何显着的变化。正如我所说，如果不进行更长时间的卧床研究，就无法复制慢性变化，在卧床研究中，你将连续数周或数月躺下，以模拟微重力造成的肌肉损失。因此，我们确实认为我将佩戴的假肢有必要在接受腔中具有一定的体积适应性。我的残肢在太空中可能会变小，因此进行一些调整非常重要。
这项研究涵盖的身体残疾的实际范围自然是有限的——测试仅限于单腿膝盖以上截肢。这些结果在多大程度上可以推广到更广泛的身体残疾范围？
我们所做的研究非常具体地针对我的残疾——单腿膝盖以上截肢。你可能可以推断到类似的下肢残疾人群体，但请记住，仍然需要对每个人进行单独评估。
有趣的是，当你观察一个人的残疾以及他们将如何在太空中生活和工作时，你需要考虑辅助设备在其中发挥的作用。如果某人依赖辅助技术来完成他们的任务，就像我使用假肢一样，你必须确保该设备能够工作并适合太空飞行。
还有其他几种残疾[值得进行微重力研究]，例如不能使用下肢的轮椅使用者的情况。在这种情况下，下肢肌肉萎缩或体液转移实际上不是问题，因为他们不走路或将体重放在下半身上。他们仍然需要辅助设备来满足发射时的紧急要求，但是当你在太空中时，四处走动和完成任务非常简单。是的，他们可能需要证明他们可以稳定自己，我们可以开发技术来提供帮助。但实际上，他们在太空中对辅助设备的依赖程度较低，以维持身体健康。我们还知道，宇航员在太空中只会看到下肢骨密度降低——所以如果你不使用这些肢体，那也没关系。
对于轮椅使用者，膀胱和肠道功能以及与微重力相关的风险仍然存在未解决的问题，这些问题非常有趣。从本质上讲，有很多东西需要理解和学习。我认为这将是这项研究的遗产。
您提到在选拔过程中，并没有承诺会被送上太空任务，这纯粹是一项可行性测试。无论您还是其他人最终成为太空中的第一位“肢残宇航员”，您希望向那些以前认为太空飞行对于身体残疾人士来说遥不可及的人们传达什么信息？
欧空局和英国航天局在挑战人们对宇航员外貌的直觉和认知方面处于世界领先地位。我认为人类太空探索不应该是唯一发生这种情况的地方。我希望通过这件事，人们将继续挑战对某些专业人士外貌的固有观念。这是挑战这种固有观念的又一个例子，我希望传播这一信息。